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在磷化工序中，由于各個(gè)磷化液生產(chǎn)廠家和就應(yīng)用廠家基于不同的性能要求，涉及不同配方的磷化液在磷化工藝中應(yīng)用。但規(guī)模商品化應(yīng)用的也僅只有幾大主要類(lèi)型，如輕鐵系、鋅系、錳系、鋅鈣系，所采用的的促進(jìn)劑基本都是鉬酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氯酸鹽、有機(jī)硝硝基化合物等。磷化處理溫度通常為常溫型5～30℃，低溫型35～45℃，中溫型50～70℃。
在磷化配方中，大家也許還經(jīng)常可見(jiàn)到“三合一”、“四合一”，即除油除銹磷化鈍化綜合處理劑，由于這類(lèi)幾合一處理劑，在國(guó)內(nèi)外都不提倡采用，這量不作敘述。
1 配方組成及性能
1.1 常溫低溫型磷化
常溫磷化是不加溫磷化，溫度范圍是5～30℃。低溫磷化通常指磷化溫度為35～45℃的磷化工藝，在有些情況下即使溫度偏高偏低一點(diǎn)，也認(rèn)為是低溫磷化，尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。常溫低溫磷化絕大部分以輕鐵系磷化、鋅系磷化為主，當(dāng)然也有改進(jìn)型，如在鋅系磷化中加入Mn2+、Ca2+、Ni2+等改性，仍習(xí)慣稱(chēng)之為鋅系磷化，配方及性能見(jiàn)表1。
鐵系輕型磷化形成彩色或灰色磷化膜，純用鉬酸鈉促進(jìn)劑得到全彩色磷化膜，純用NO3-或ClO3-促進(jìn)劑得到灰色磷化膜，用鉬酸鹽和NO3-、ClO3-混合促進(jìn)劑將形成彩色或灰色混合色膜。輕鐵系磷化不能形成厚膜，膜重總是在1g/m2以下。它與涂漆配套的一個(gè)顯著特點(diǎn)是使漆膜的抗彎曲、抗沖擊性能特別好。一般優(yōu)于其他類(lèi)型如鋅系、錳系、鋅鈣系磷化。輕鐵系磷化槽液還有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即不需要表面調(diào)整；磷化沉渣特別少；槽液工藝范圍寬，管理方便，但不足之處是耐鹽霧性能稍差。輕鐵系磷化與粉末涂裝、陽(yáng)極電泳配套應(yīng)用多一些，與鋅系磷化相比不會(huì)有很大的差別。
表1 常溫低溫磷化液配方組成及一般性能
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磷化體系 |
輕鐵系 |
鋅系 |
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基礎(chǔ)配方組成 |
Na+、NH4+、H3PO4-、H3PO4 |
Zn2+、H2PO4-、NO3-、H3PO4 |
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添加物 |
Cr6+、Cr3+、Ni2+、Cu2+、多羥基酸、含氟化合物、聚磷酸鹽等 |
Cr6+、Ni2+、Mn2+、多羥基酸、聚磷酸鹽、含氟化合物等 |
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促進(jìn)劑 |
鉬酸鹽、ClO3-、NO3等 |
NO3-、NO2-、ClO3-、有機(jī)硝基物等 |
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槽液參數(shù) |
總酸度5～20點(diǎn)
游離酸度0.3～5.0點(diǎn)
酸比5～20 |
總酸度≥10點(diǎn)
游離酸度1～4點(diǎn)
酸比15～30 |
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一般流程 |
除油銹——水洗——磷化——水清洗 |
除油銹——水清洗——表面調(diào)整——磷化——水清洗 |
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磷化膜外觀 |
紅藍(lán)黃彩色或灰色 |
灰色-深灰色 |
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磷化膜重 |
<1g/m2 |
1～4g/m2 |
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磷化膜組成 |
磷酸鐵鹽、鐵的氧化物 |
磷酸鋅鹽、磷酸鐵鋅鹽 |
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與涂漆配套性 |
一般，與粉末涂裝配套性***好，與陽(yáng)極電泳配套性好，不適合硝基、過(guò)氧乙烯底漆配套 |
與各類(lèi)涂漆配套性均好 |
有一種脫脂-磷化“二合一”的輕鐵系磷化，其槽液成分基本與常規(guī)輕鐵系磷化相同，只不過(guò)額外加入一些表面活性劑起脫脂作用，通常以噴淋方式使用，當(dāng)然還需加一定的消泡劑。這種脫脂-磷化“二合一”工藝，在國(guó)內(nèi)外都有應(yīng)用：還有一類(lèi)高游離酸度（含有較高濃度的磷酸）的輕鐵系磷化，同樣形成輕鐵系磷化膜，它同時(shí)還可以兼顧除油除銹功能。這種輕鐵系除油除銹磷化液與那些不水洗型“三合一”、“四合一”有著本質(zhì)區(qū)別，真正形成了輕鐵系磷化膜。
常溫低溫鋅系磷化是使用非常廣泛的一種磷化工藝，特別是在家用電器行業(yè)，低溫鋅系磷化完全占有統(tǒng)治地位。甚至在汽車(chē)行業(yè)，低溫鋅系磷化也占有一定的比重。常溫低溫鋅系磷化一般需要膠體鈦表面預(yù)處理，一則細(xì)化磷化晶粒形成薄型磷化膜；二則提高磷化成膜速度。低溫鋅系磷化經(jīng)表面膠體鈦調(diào)整預(yù)處理的工件，在35～45℃溫度范圍內(nèi)，噴淋時(shí)只需1～2min，浸泡也只需要3～8min即可形成均勻完整細(xì)致的磷化膜，膜重1.5～2.5g/m2，通過(guò)調(diào)節(jié)游離酸度等方法可稍微增加膜厚。常溫低溫磷化與各類(lèi)涂漆均具有很好的配套性。
表2 不同促進(jìn)劑體系的常、低溫磷化性能
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促進(jìn)劑體系 |
NO3-/NO2- |
NO3-/ClO3-/NO2- |
NO3-/ClO3- |
NO3-/ClO3-/有機(jī)硝基物 |
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槽液沉渣 |
一般 |
多 |
多 |
多 |
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槽液顏色 |
無(wú)色-微藍(lán) |
無(wú)色-微藍(lán) |
無(wú)色 |
深棕色 |
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槽液補(bǔ)加 |
經(jīng)常補(bǔ)加 |
經(jīng)常補(bǔ)加 |
定期補(bǔ)加 |
定期補(bǔ)加 |
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槽液管理 |
簡(jiǎn)單方便 |
簡(jiǎn)單方便 |
一般 |
較難 |
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磷化成膜速度 |
快 |
快 |
較慢 |
一般 |
一般常溫低溫型磷化采用NO3-/NO2-、NO3-/ClO3-/NO2-促進(jìn)劑體系較好，不僅成膜速度快，磷化膜形成結(jié)晶細(xì)密，促時(shí)劑主體NO2-測(cè)定非常方便，以致槽液管理簡(jiǎn)單，不易出現(xiàn)問(wèn)題。需經(jīng)常補(bǔ)加促進(jìn)劑，有時(shí)每隔幾小時(shí)補(bǔ)一次或有時(shí)每班、每天補(bǔ)一次。對(duì)NO3-/ClO2-、NO3-/ClO2-/有機(jī)硝基物促進(jìn)劑體系，它雖不需要經(jīng)常補(bǔ)加，但由于主促進(jìn)劑ClO2-、有機(jī)硝基物的測(cè)定比較復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)出現(xiàn)促進(jìn)劑過(guò)量或不足時(shí)槽液會(huì)變成深棕色，使總酸度、游離酸度的化驗(yàn)帶來(lái)不便，并且這類(lèi)促進(jìn)劑體系成膜速度也快。因此推薦采用NO2-為主體 的促進(jìn)劑體系。在常溫低溫鋅系磷化液中由于有大量的氧化性促進(jìn)劑，因此槽中Fe2+不會(huì)積累，并被氧化成為Fe3+而形成磷酸鐵沉渣。
在常溫低溫鋅系磷化液中加入多羥基酸、聚磷酸鹽等降渣減膜重，加入氟化物抗鋁并改善磷化膜結(jié)構(gòu)的均勻性。 | 